角位置测量误差补偿方法研究

为提高精密转台测角精度,提出了两种测角误差补偿算法.在分析了多面棱体校准原理基础上提出了基于误差平均的线性补偿方法,并给出了补偿计算表达式.另一种方法通过分析测角误差具有周期特性,利用傅里叶级数对误差值进行计算求解到谐波幅值较大的阶次进行反向补偿.通过实验案例对两种算法的补偿效果进行了验证.结果表明:两种补偿算法均可大幅提高转台位置精度,可满足项目技术协议中对角位置精度的要求,最后针对两种方法的优缺点一并进行了论述.     

单周范围内角速率误差校准

设计了利用自校准编码器和环形激光陀螺仪对转台角度和角速率进行测量的系统,可以实现单周范围转台角位置以及角速率的测量及数据采集。利用自校准编码器和环形激光陀螺仪搭建了试验平台,实现对转台运动状态进行监测,对采集数据进行分析解算得到角位置及角速率信息。通过在不同转速下实验,计算得到了一系列转台单周范围内角位置以及角速率偏差曲线及其傅里叶变换分析结果。     

基于改进FFT的合并单元检测方法研究

采用传统快速傅里叶变换作为合并单元计量性能检测装置的信号分析算法时,由于存在频谱泄漏问题,比差和角差易超出0.05级检测装置的精度要求。对此,提出了基于加Nuttall窗的插值快速傅里叶变换法,在PSPICE平台上对改进算法和传统算法进行含谐波信号的仿真分析和比较,结果表明,改进算法的信号分析精度较高,更适合用于合并单元计量性能校验。最后搭建实测平台进行了校准试验,测试数据表明检测装置的误差能满足0.05级精度要求,验证了本文方法的可行性。     

存储式电子测压器应用环境下动态校准

为保证存储式电子测压器在高温高压高冲击的实测环境中测试的精度,根据新概念动态测试理论,研制了模拟膛压校准系统.该系统能够模拟火炮膛内高温高压的测试环境,在该环境下对存储式电子测压器进行动态校准,得到电子测压器的动态灵敏度.将该动态灵敏度用于实测数据的计算结果表明,测压器模拟应用环境下动态校准能够有效地避免试验环境与校准环境不同引起的测试精度差异.     

光栅编码器在激光陀螺平台系统中的应用

针对激光陀螺平台系统中测角装置高精度、高稳定度与合适动态范围的技术要求,选用RENISHAW新型增量式圆光栅作为测角装置.采用FPGA芯片设计了光栅测角系统的信号处理电路,对光栅信号进行了时序同步、抗干扰数字滤波、倍频与鉴相,设计了计数电路及与上位机的通信接口.分析了误差产生的原因,并利用激光陀螺标定了测角装置的实际测量精度.实验结果表明,设计实现的测角装置测角分辨力为3",测量精度优于±8",动态角速率测量范围为O°/s～360°/s,测量结果准确,性能稳定.     

基于脉冲细分法的感应同步器测角方法

针对感应同步器测角系统中轴角数字转换芯片的积分环节及VCO(压控振荡器)线性范围制约了跟踪转速和控制电压的问题,提出了基于时钟细分原理的测角方案,研制了相应测角系统.该系统利用FPGA(Field-Programmable Gate Array)信号处理速度快的特点,满足了对时钟脉冲信号进行细分的要求,提高了脉冲细分数,实现了角度测量和上位机通信.通过对测角系统与高精度圆光栅的比对实验,基于脉冲细分法的感应同步器测角系统精度达到±3″.     

基于时域傅里叶变换的波长移相算法

基于傅里叶变换的波长移相算法，是基于时域傅里叶变换和差分技术来实现干涉图处理。这种算法主要用于实现较粗糙轮廓或台阶件的光学检测。介绍了该算法的中心思想，指出了已有的Takeda算法的缺点，提出了改进算法。叙述了新算法的实现过程并进行了误差分析，最后给出了实验结果。     

模拟油井校准系统原理及应用

为保证存储式油井测压器在高温高压高冲击的实际环境中测试的精度,根据新概念动态测试理论,研制模拟油井校准系统。该系统能模拟石油井下高温高压的测试环境,并在该环境下对测压器进行动态校准,从而避免了实验环境与校准环境不同引起的精度差异。模拟油井校准系统可提供静压力为0MPa～50MPa(表压);承受的脉冲压力峰值为0MPa～150MP(a表压);工作温度为25℃～200℃。     

基于预压水激波管的压力传感器动态校准实验研究

针对目前国内水下冲击波压力传感器校准方法存在的缺陷,提出了一种基于预压水激波管的压力传感器动态校准实验方法.分析了预压水激波管比对式动态校准原理,研究了传感器动态特性影响因素,基于所组建的标准压力监测系统对水下冲击波压力传感器进行了动态校准实验,并采用傅里叶变换法得出了水下冲击波压力传感器的动态特性.实验结果表明,基于预压水激波管的压力传感器动态校准实验方法可以有效地对压力传感器进行动态校准并准确地获取其动态特性.     

室内GPS发射器角度校准装置的研制

室内GPS利用测量的水平角和垂直角来定位,其测角误差直接影响到系统的综合测量精度,根据室内GPS的测量原理及室内GPS角度校准的技术要求,结合精密转台、同轴调整装置和竖轴激光导轨,研制了室内GPS发射器角度校准装置,并对其测角精度进行分析计算和实验验证.实验结果表明,装置的水平角测量不确定度为1.5″,俯仰角测量不确定度为0.9″,并能够同时实现室内GPS的俯仰角及水平角的校准.